JPH01321887A - 回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は記録媒体とヘッドとを相対的に移動させるため
の回転体の回転制御装置に関する。

（従来の技術） 従来より、たとえばヘリカルスキャン方式のビデオテー
プレコーダの回転ヘッドドラム駆動系等においては、磁
気テープ上の記録トラックを回転ヘッドドラム側に取り
付けられた磁気ヘッドで高速且つ極めて高精度にスキャ
ンしなければならないため、その回転ヘッドドラムや磁
気テープを走行させるキャプスタン等の回転を常に所定
の条件となるよう制御するサーボ装置が備えられている
。

回転ヘッドドラムのドラムサーボ装置としては、たとえ
ば、回転ヘッドドラムの回転数に応じてパルス信号を発
生する所謂ＦＧパルスを検出し、ヘッドドラムの回転数
が常に一定目標値となるよう速度サーボをかける速度サ
ーボ方式、また回転ヘッドドラムの回転位相を表わす所
謂ＰＧパルスを検出して正確な基準信号と位相比較し、
回転ヘッドドラムの回転位相を常に目標値に制御するよ
うな位相サーボ方式等が用いられていた。

そしてＦＧパルスによる速度サーボは、回転ヘッドドラ
ムの起動時等、大きな変動に対して回転数を一定に制御
するのに適し、ＰＧパルスによる位相サーボは、回転ヘ
ッドドラムの小さな変動に対する制御系で、回転ヘッド
ドラムの回転位相を制御するのに適しており、これらの
サーボ装置を用いて、回転ヘッドドラムを高精度に回転
制御することができる。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら上述のサーボ方式はいずれも回転ヘッドド
ラムあるいはその駆動用モータに配されている位置情報
（ＦＧ、ＰＧ）による回転サーボ方式であるため、回転
ヘッドドラムの回転については高精度に安定化すること
ができ、記録時には同等問題は生じないが、再生時には
、記録時における位置ずれ、位置情報自体の精度、磁気
テープののび等の媒体自体の機械的変化、さらにはテー
プ走行系において生じる振動等により、ジッタを生じ、
再生画面に横ゆれ現象等を生じる欠点があり、従来のよ
うに回転体からの回転位置情報だけの回転制御では、上
述の再生時における時間軸の変化に対処することができ
なかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述した問題点を解決することを目的としてな
されたもので、記録媒体とヘッドとを相対的に移動させ
るための回転体と、前記回転体の速度偏差を検出して速
度サーボを行う手段と、前記回転体の回転位相偏差を検
出して位相サーボを行う手段と、前記回転体が位相ロッ
ク状態となったことを検出して前記記録媒体より再生さ
れた同期信号に前記回転体を同期させ、速度サーボをか
ける手段とを備えることにより、再生時には常に記録媒
体上の信号に対するヘッドのスキャンニング速度を相対
的に一定に制御することができ、時間軸の変動のない良
好な再生画面を得ることができる回転制御装置である。

（実施例） 以下、本発明の回転制御装置を、図面を参照しながらそ
の一実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の回転制御装置をヘリカルスキャン式ビ
デオテープレコーダに適用した場合の一例を示すブロッ
ク図である。

同図において、１は図示しない回転ヘッドドラム外周に
配され、該ドラムに巻装された磁気テープＴに記録また
は再生を行うための磁気ヘッド、２は磁気ヘッドｌを取
り付けた回転ヘッドドラムを回転駆動するドラム回転用
モータ、３は回転ヘッドドラムまたはドラム回転用モー
タの回転に応じてパルス信号を発生するＦＧパルス発生
器、４はヘッドドラムの回転位相を検出するためのＰＧ
パルスを発生するＰＧパルス発生器、５はＦＧパルス発
生器３より出力されたＦＧパルスをＦ−Ｖ変換すること
によって速度エラー電圧を発生させる速度比較器として
のＦ−Ｖ変換回路、６はＰＧパルス発生器４より出力さ
れたＰＧパルスを後述の基準信号発振器の基準信号と位
相比較することにより、位相エラー電圧を発生する位相
比較器、７は位相比較器６に位相比較用の基準パルスを
供給する基準信号発振器である。

ここで速度比較器５２位相比較器６の構成については、
種々の方法が考えられるが、次にその一例を説明する。

第２図はＦＧパルスを入力して速度エラー電圧を発生す
る速度比較器５の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

速度比較器５は同図（ａ）に示すＦＧパルスが入力され
ると、同図（ｂ）に示すように、ＦＧパルスの立ち上り
に応じてスタートし、２つ目のＦＧパルスの立ち上りの
タイミングでリセットされる。すなわちＦＧパルスの倍
の周期のランプ電圧を発生させる。そして同図（ｃ）に
示すように、ランプ電圧が発生してから次に発生したＦ
Ｇパルスの立ち上りのタイミングで同図（ｂ）のランプ
電圧をサンプリングするためのサンプルホールドパルス
を発生させ、同図（ｄ）に示すようにホールドした電圧
をＦＧパルスの２倍の周期で速度エラー電圧として出力
する。

したがってＦＧパルスの周期が安定していれば（１＋期
間）、同図（ｃ）のサンプルホールドパルスによって常
にランプ電圧の中点の電圧Ｖがホールドされるため、速
度エラー電圧はその中点の電位で一定となる。モしてモ
ータの回転速度が遅くなってＦＧパルスの幅及び周期が
長くなるとランプ電圧のサンプリングポイントが高い方
へずれるため、ホールドされる速度エラー電圧が高い方
へと推移する（ｔ２期間）。

またモータ回転速度が速くなってＦＧパルスの周期、パ
ルス幅が短くなるとランプ電圧のサンプリングポイント
が低い方へずれるため、出力される速度エラー電圧が低
い方へと推移する（ｔ３期間）。

以上のようにして、ＦＧパルスからモータの回転速度の
誤差の情報を含んだ速度エラー電圧をＦＧパルスの倍の
周期で発生させることができる。

第３図はＰＧパルスを入力して位相エラー電圧を発生す
る位相比較器６の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

位相比較器６は、同図（ａ）に示す基準信号発振器７か
らの基準パルス信号を入力し、同図（ｂ）に示すように
、基準パルスの立ち上りに応じてスタートし、次の基準
パルスの立ち上りのタイミングでリセットされる、すな
わち基準パルスの倍の周期のランプ電圧を発生させる。

またこの基準パルスの周期は位相同期時の正常なＰＧパ
ルス発生間隔に設定されている。そして同図（Ｃ）に示
すようにＰＧパルスが入力されるたびに、これをサンプ
リングホールドパルスとして同図（ｂ）のランプ電圧を
サンプリングし、同図（ｄ）に示すようにそのホールド
電圧をＰＧの２倍の周期で出力する。

したがって位相ロック状態で、ＰＧパルスが常に正常な
タイミングで入力されている場合は、常にランプ電圧の
中点をサンプルホールドしているので、その電圧は一定
値となるが、基準パルスに対してＰＧパルスの位相がず
れると、ＰＧパルスによる同図（ｂ）のランプ電圧波形
のサンプリングポイントがずれるため、同図（ｄ）のホ
ールド電圧が変化する。゛ 以上のようにして、ＰＧパルスからモータの回転速度の
誤差の情報を含んだ位相エラー電圧をＰＧパルスの周期
で発生させることができる。

再び第１図に戻り、８は位相比較器６でＰＧパルスと基
準信号発振器７の基準パルスと位相が同期してロック状
態となったことを検出して位相ロック信号を出力する位
相ロック検出器で、具体的には、位相比較器６の出力電
圧が位相ロック時の電圧を中心とする所定の範囲内にあ
るか否かを判定するウィンドコンパレータで構成するこ
とができる。

９は速度比較器５１位相比較器６より出力された速度エ
ラー電圧及び位相エラー電圧を所定の混合比で加算する
混合回路で、且つ後述する増幅器とともにフィードバッ
クループの応答特性、安定性等を設定するためのたとえ
ばローパスフィルタ等からなる各種フィルタを備えてい
る。１０は混合回路９より出力された速度２位相エラー
信号を増幅する増幅器で、混合回路９のフィルタととも
にフィードバックループの特性を決定するフィルタ要素
を備えている。

１１は再生時、磁気ヘッド１によって磁気テープＴより
再生された信号を所定のレベルに増幅する再生増幅器、
１２は再生増幅器１１の出力を復調し、所定の処理を行
って規格化された映像信号に変換する再生信号処理回路
、１３は再生信号処理回路１２より出力された映像信号
より同期信号を分離して抜き出す同期分離回路、１４は
同期信号より垂直同期信号近傍の等化パルスによって周
期が１７２となっている水平同期信号を除去し、通常の
水平同期信号（Ｈ−ｓｙｎｃ）のみを後続のＦ−Ｖ変換
器へと通過させるための１／２Ｈキラ一回路である。１
５は１／２Ｈキラ一回路１４を通過した水平同期信号を
Ｆ−Ｖ変換して、再生信号中の水平同期信号によるエラ
ー電圧を出力するＦ−Ｖ変換回路、１６はＦ−Ｖ変換回
路より出力された水平同期信号にもとづくエラー電圧か
ら垂直同期信号近傍で発生するヘッドの切換ノイズを除
去するためのゲート（ホールド）回路である。

ここで、１／２Ｈキラ一回路１４、ゲート（ホールド）
回路１６を設けた理由及びその動作について説明する。

飛び越し走査を行うテレビジョン方式では、フィールド
間の飛び越し走査が確実に同期のとれた状態で行われる
よう、垂直同期信号の前後及びその垂直ブランキング期
間に等化パルス、切込パルスが形成されており、水平同
期信号の周期が１／２となる部分が存在する。そしてこ
の１／２水平同期信号をそのままＦ−Ｖ変換回路１５へ
と供給すると（Ｆ−Ｖ変換回路の動作は第２図で説明し
たＦＧパルスのＦ−Ｖ変換と同様であり、説明は省略す
る）、この部分で同期が乱れたものと誤検知され、誤っ
たエラー電圧を出力してしまうことになる。１／２Ｈキ
ラ一回路は、これを防止するため、上述の１／２水平同
期信号をＦ−Ｖ変換器１５へと供給しないようにする目
的で設けられている。

第４図は１／２Ｈキラ一回路の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。

同図（ａ）に示す水平同期信号が入力されると、同図（
ｂ）に示すように、その立上りに同期して、図示しない
単安定マルチバイブレータにより、そのパルス幅が水平
同期期間の１／２以上で水平同期期間以下のパルスを発
生する。そしてこの同図（ｂ）のパルスの立上りに同期
して同図（Ｃ）のパルスを発生させ、水平同期信号とし
て出力するようになっている。

これによって１／２水平同期信号は除去され、常に同図
（ｃ）に示すＬＨの水平同期信号のみを出力することが
できるものである。

次にゲート（ホールド）回路１６について説明する。

本実施例のようなヘリカルスキャン方式のビデオテープ
レコーダでは、回転ヘッドドラム外周にたとえば１８０
°隔てて配された磁気ヘッドによって交互に１フイール
ドづつ斜めに記録、再生を行うようになっているため、
垂直ブランキング期間においては、ヘッド切換ノイズが
必然的に発生する。

したがってこのヘッド切換ノイズ及びその前後の期間に
おいて信号が不安定となり、Ｆ−Ｖ変換回路５の出力エ
ラー電圧に誤まった誤差情報が含まれることになる′。

サンプルホールド回路１６は、このヘッド切換ノイズ部
分の誤まった情報を除去し、そのヘッド切換直前のエラ
ー電圧をホールドして補間するために設けられている。

第５図はゲート（ホールド）回路１６の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

同図（ａ）はヘッドの切換パルスを示すもので、ここで
は磁気ヘッド１がチャンネル１のヘッドＣＨＩ。

チャンネル２のヘッドＣＨ２から構成され、これらがフ
ィールドごとに切換えられることを表している。

同図（ｂ）はＦ−Ｖ変換回路１５の出力波形を示すもの
で、ヘッド切換時にスイッチングノイズｎを生じている
。

そして、ゲート（ホールド）回路１６は、たとえば基準
信号発振器７の基準信号にもとづいて、ヘッド切換時の
前後の期間において発生されるようになされた同図（ｃ
）に示すゲートパルスによって開閉され、スイッチング
ノイズｎの発生部分及びその前後の不安定な部分を除去
するとともに、そのゲートパルス発生直前の信号レベル
をホールドし、同図（ｄ）の信号波形を出力する。

これによってヘッド切換ノイズによる不要なエラー電圧
骨をその発生前後の所定の期間において除去することが
できる。

第１図に戻り、１７はサンプリングホールド回路１６の
出力信号を増幅するとともに、これらの水平同期信号に
もとづくエラー検出フィードバックループの安定条件、
応答性等を決定する特性設定用のフィルタ要素を備えた
増幅器、１８は後述するシステムコントロール回路の指
令に応じて増幅器１７の出力エラー電圧と、前述の増幅
器１０より出力されたＦＧ及びＰＧによるエラー補正フ
ィードバックループのエラー電圧とを混合する混合回路
で、上記２つのフィードバックサーボ系を組み合わせる
ことによってゲイン、系の安定条件、応答特性等が変化
するため、これを最適状態に設定するためのゲイン及び
フィルタ要素等の特性変更手段を備えている。１９は混
合回路１８より出力されたＦＧ、ＰＧ。

再生水平同期信号それぞれにもとづくエラー電圧を加算
した電圧を増幅する増幅器で、混合回路１８とともに水
平同期信号にもとづ（フィードバックループを加算した
ときと、切り離したときとで変化する信号レベル、安定
条件及び応答特性を最適特性に設定するためのゲイン、
特性可変手段を備えている。具体的にはフィルタを切り
換える。

２０は増幅器１９より出力された系全体のエラー電圧に
もとづき、その誤差分が減少して増幅器１９の出力電圧
が一定となる如く、ヘッドドラム回転用モータ２を制御
するモータ駆動回路である。

２１は上述のシステム全体を制御するためのシステムコ
ントロール回路で、位相ロック検出回路７の出力に応じ
て、ＦＧ、ＰＧにもとづくエラー補正フィードバックル
ープのみの制御状態と、ＦＧ、　ＰＧによる制御に、水
平同期信号にもとづくエラー補正フィードバックループ
を加算した制御状態とを選択する。

またシステムコントロール回路２１は、水平同期信号に
もとづ（エラー補正フィードバックループを加算するこ
とによって変化する系全体の安定条件、応答特性を最適
値に設定するため、混合回路１８内部の応答特性、安定
条件、さらに各フィードバックループのエラー電圧の混
合比等を設定するフィルタ、ゲイン設定回路等を切り換
える。

また、システムコントロール回路２１は増幅器１９に対
しても、ＦＧ、ＰＧにもとづくサーボ系単独のときと、
水平同期信号にもとづくサーボ系を加えたときとの、信
号レベルの変化及び、混合回路１８の特性を考慮した系
の特性変化に応じて、ゲイン、フィルタ等の切換を行う
よう制御する。

また、システムコントロール回路２１は、ゲート回路１
６に対して、ヘッド切換時に発生するヘッド切換ノイズ
を除去するためのゲートパルスの発生タイミングを制御
するとともに、モータ駆動回路を各モードに応じて制御
する。

本発明における回転制御装置は以上のような構成となっ
ており、次にその動作について順を追って説明する。

図示しない周知の手段によって磁気テープＴが回転ヘッ
ドドラムへと装填され、再生モードとなると、まずシス
テムコントロール回路２１より、モータ駆動回路２０へ
とモータＯＮ信号が出力され、モータが起動される。

モータが回転を開始すると、ＦＧパルス発生器３゜ＰＧ
パルス発生器４からそれぞれ速度検出用ＦＧパルス、位
相検出用のＰＧパルスが出力され、速度比較器５９位相
比較器６へと供給される。

速度比較器５９位相比較器ではそれぞれ前述の第２図、
第３図に示す動作を行い、速度エラー電圧。

位相エラー電圧が出力される。

一方、この初期状態において、回転へラドドラムの回転
が十分安定して位相ロック状態となるまでは、すなわち
位相ロック検出器８から位相ロック検出信号が出力され
るまでは、システムコントロール回路２１は、混合回路
１８において、水平同期信号にもとづくサーボ系を切り
離し、ＦＧ、ＰＧサーボ系に混合しない。これによって
位相ロック状態となるまでは、ドラム回転用モータはＦ
Ｇ、ＰＧサーボ系のみで回転制御される。

そして、このとき、混合回路１６．増幅器１７の特性も
、ＦＧ、ＰＧサーボ系のみのフィードバックループにお
いて最適特性となるように安定条件、応答性、ゲイン等
が切り換えられる。

ドラム回転用モータの回転が位相ロック状態となり、位
相ロック検出回路８よりシステムコントロール回路２１
へと位相ロック検出信号が出力されると、磁気テープＴ
上より磁気ヘッド１によって再生され、再生信号処理回
路１２より出力された再生映像信号が安定に復元できる
ようになっている。システムコントロール回路はこの状
態を検知して、混合回路１８を制御して再生水平同期信
号にもとづくサーボ系すなわち増幅器１７の出力電圧を
ＦＧ、　ＰＧサーボ系の増幅器の出力に加算する。これ
によってドラム回転用モータ２は、速度（ＦＧ）、位相
（ＰＧ）。

磁気テープ上より再生した同期信号（Ｈ−ｓｙｎｃ）に
よって回転制御される状態となる。

この際、上述のサーボ系の状態変化にともなって、その
系の安定条件、応答性、周波数特性、されに各サーボ系
からの信号の混合比、信号レベル等が変化するため、シ
ステムコントロール回路２１の指令にも′とづいて混合
回路１８．増幅器１９内でフィルタの切換え、ゲイン等
の切換え等が行われ、サーボ系の特性が最適条件となる
ように制御される。

再生信号処理回路１２より出力された再生映像信号中よ
り抽出された水平同期信号は、前述したように、垂直同
期信号前後の１／２水平同期信号を１／２Ｈキラ一回路
１４で除去され、Ｆ−Ｖ変換器１５でエラー電圧に変換
され、さらにゲート回路１６でヘッド切換ノイズの影響
を除去された後、増幅器１７より出力される。したがっ
て正常な水平同期信号のみによる速度エラー電圧を得る
ことができる。

このように再生信号中の水平同期信号によってサーボを
かけているので、実際に再生している再生映像信号中の
水平同期信号の周期に対して、ヘッドの相対速度を高い
精度で一定にすることができ、時間軸変動のない再生信
号を得ることができる。

これによってＦＧ、ＰＧパルスからは検出できない磁気
テープ自体あるいはテープ走行メカニズムに起因するジ
ッタを生じた再生信号に対しても、確実に水平同期信号
の周期が等しくなるように補償され、ジッタを大幅に減
少することができる。

すなわち記録時にジッターの多い状態で磁気テープ上に
記録された信号であっても、再生時には常に磁気テープ
上の同期信号と磁気ヘッドとの相対速度を一定に保つこ
とができ、そのジッターを除去することができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の回転制御装置によれば、回
転体を駆動するモータ速度及び位相によって制御すると
ともに、位相ロック状態においては、記録媒体上の記録
されている同期信号にもとづいて前記回転体の制御を行
うように構成したので、再生時には、記録媒体上の信号
がジッタを生じた状態で記録されたものである場合、記
録媒体自体が、のび等の変形を生じている場合、さらに
テープ走行系において振動等を生じている場合等、従来
の回転ヘッドドラムの位置情報のみでは除去することが
できなかった時間軸の変動を生じることな（再生するこ
とができ、画面の横ゆれ等のない良好な再生画面を得る
ことができる。

尚、上述の実施例においては、本発明の回転制御装置を
ヘリカルスキャン式ビデオテープレコーダに適用した場
合を例にして説明したが、これに限定されるものではな
く、たとえばディスク状記録媒体を回転する装置であっ
ても、記録媒体上より再生された再生信号中に同期信号
あるいはこれに類する信号を含むものであれば、本発明
を適用することができ、広く本発明を適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をヘリカルスキャン式ビデオテープレコ
ーダに適用した場合を示すブロック図、第２図はＦＧに
よる速度サーボを説明するためのタイミングチャート、 第３図はＰＧによる位相サーボを説明するためのタイミ
ングチャート、 第４図は再生水平同期信号より、１／２周期の同期信号
を除去する手段を説明するためのタイミングチャート、 第５図は再生水平同期信号による速度サーボ情報より、
ヘッドの切換ノイズを除去する手段を説明するためのタ
イミングチャートである。 １・・・磁気ヘッド　　　２・・・ドラム回転用モータ
３・・・ＦＧ発生器　　　４・・・ＰＧ発生器Ｔ・・・
磁気テープ ％Ｈ−５／ルこ 男　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体とヘッドとを相対的に移動させるための回転体
   と、前記回転体の速度偏差を検出して速度サーボを行う
   手段と、前記回転体の回転位相偏差を検出して位相サー
   ボを行う手段と、前記回転体が位相ロック状態となった
   ことを検出して前記記録媒体より再生された同期信号に
   前記回転体を同期させ、速度サーボをかける手段とから
   なる回転制御装置。